[發明專利]在半導體襯底上制造外延層的方法及用這種方法制造的器件

有效

• 申請號: 200580041921.1
• 申請日: 2005-11-29
• 公開（公告）號: CN101073148A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 菲利浦·默尼耶－貝拉德;亨特里希·G·A·赫伊津
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/265
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳瑞豐

技術領域

本發明涉及在半導體襯底上生長外延層。現在，將許多半導體器件制造到在半導體襯底上生長的外延層中或層上。在半導體襯底上生長這種外延層要求將輕摻雜層(例如，1E14-1E17原子/cm³)外延沉積到重摻雜襯底(例如，1E19-1E21原子/cm³)上或這種襯底的一部分上。所述襯底可以采用摻雜劑均勻地摻雜，或可以包括多個掩埋層。這種掩埋層存在于預定位置中。它們可以在全部襯底上是相同的導電類型，即或者是p型或者是n型，或者備選地，可以將不同導電類型的掩埋層設置在所述襯底上的不同位置中。在所述襯底上的外延沉積期間，摻雜劑可以非故意地從以下幾個來源進入所述生長外延層：

—向外擴散：這涉及摻雜劑從重摻雜襯底到生長外延層中的固態源擴散；

—氣相自動摻雜：這涉及摻雜劑從重摻雜襯底蒸發到圍繞所述襯底的空間中，并且將相同的摻雜劑再結合到所述生長外延層中。

背景技術

如本領域普通技術人員所公知的，在垂直自動摻雜和側向自動摻雜之間常常有差別。如果沒有向外擴散和自動摻雜，摻雜濃度將從高摻雜襯底到輕摻雜外延層突然地變化。從在所述外延層中形成的器件性能的觀點來看，這種情況是優選的情況。然而，由于向外擴散和自動摻雜，這種濃度變化并不是如所需要那樣的突然。

已經進行了許多嘗試以防止自動摻雜和/或向外擴散。在US2003/0082882中公開了一種防止自動摻雜和/或向外擴散的方式。該現有技術公開了使用襯底中的掩埋集電極區上的擴散阻擋層，例如包括高濃度的硼(B)。例如，所述擴散阻擋層包括硅-鍺-碳(SiGeC)。這種擴散阻擋層公知為：當所述外延層生長到所述襯底上時，阻止B從所述掩埋阻擋層的向外擴散。這種擴散阻擋層也可以用于所述掩埋層中的其它p型材料。然而，對于象砷(As)或磷(P)那樣的n型材料，使用SiGeC作為擴散阻擋層是不可以的。這是因為象As或P那樣的n型材料易于擴散到SiGeC中。

發明內容

本發明的目的是提供一種在半導體襯底上生長外延層的方法，導致n型摻雜劑較少地自動摻雜和/或向外擴散到所述襯底中，所述襯底已經用摻雜劑摻雜。

為此目的，本發明提出一種制造半導體產品的方法，包括步驟：提供半導體襯底；在所述半導體襯底的至少一部分上提供Si-X層，所述Si-X層具有厚度和表示預定原子種類的X；向所述半導體襯底的所述至少一部分提供具有n型摻雜劑材料并且具有大于所述厚度的深度的摻雜層，在所述深度和所述厚度之間的位置形成掩埋層；執行氧化作用以在所述半導體襯底內部形成具有二氧化硅/硅界面的二氧化硅層，使得在所述二氧化硅/硅界面處通過所述二氧化硅層將X原子和n型原子推入到所述半導體襯底中，選擇所述X原子使得它們在所述二氧化硅/硅界面處具有比所述n型原子更高的離析性質；去除所述二氧化硅層；在所述半導體襯底上生長硅外延層。

根據本發明的備選方法，提供一種制造硅半導體襯底的方法，包括步驟：提供半導體襯底；向所述半導體襯底的至少一部分提供具有n型摻雜劑材料并且具有深度的摻雜層；在所述半導體襯底的所述至少一部分上提供Si-X層，具有小于所述深度的厚度，X表示預定的原子種類，在所述第一深度和所述厚度之間的位置形成掩埋層；執行氧化動作以在所述半導體襯底內部形成具有二氧化硅/硅界面的二氧化硅層，使得在所述二氧化硅/硅界面處通過所述二氧化硅層將X原子和n型原子推入到所述半導體襯底中，選擇所述X原子使得它們在所述二氧化硅/硅界面處具有比所述n型原子更高的離析性質；去除所述二氧化硅層；在所述半導體襯底上生長硅外延層。